JP4954364B2 - 自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車におけるブレーキ作用の調節方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術から、例えば個別制御により、各車輪におけるブレーキ力を、所定のブレーキ滑りが保持されるように調節することにより、ブレーキ作動された車輪のロック傾向を防止する種々の方法が既知である。これにより、ブレーキ・トルク制限が達成される。さらに、不安定性制御の範囲内で、不安定性値が少なくともブレーキ滑りおよび車輪減速度の関数として形成され、かつその不安定性値が設定可能なしきい値と比較されることにより、ブレーキ作動された車輪のロック傾向を防止することが既知である。
【０００３】
ここで、このようなブレーキ装置を備えた車両が、車両の片側に高い摩擦係数が存在しかつ車両の他方側に低い摩擦係数が存在するような状態の走行路面上でブレーキ作動された場合、異なる大きさのブレーキ力がヨーモーメントを発生させることがある。この影響を回避ないし低減させるために、従来技術から、ヨーモーメント上昇を低減ないし時間的に減速させる多数の方法が既知である。
【０００４】
車両の両側で著しく異なる摩擦係数の状態が存在する上記の条件は、一般にμスプリット条件と呼ばれる。このようなμスプリット条件下でブレーキ作動された場合、車両の前車輪において車両の左側と右側との間の摩擦係数差に応じてそれぞれ異なるブレーキ力が作用し、この異なるブレーキ力が車両の中心軸の周りのトルクすなわちヨーモーメントを発生させる原因となる。問題はヨーモーメントの大きさおよび急速上昇である。ヨーモーメントの上昇を減速させることにより車両の高い摩擦係数側におけるブレーキ圧力の上昇が減速され、これにより、このときのより緩やかなヨーモーメント上昇には、対応かじ取り角補正により応答させる方法がドライバに与えられる。従来技術から、例えば車両の後車軸におけるいわゆるセレクト・ロー制御が既知であり、この場合、後車輪が不安定になった後に両方の後車輪が車両の低摩擦係数側における車輪に制御される。これにより、高摩擦係数側における後車輪がはるかにアンダ・ブレーキ作動され、およびこの後車輪が、車両縦方向速度、いわゆる車両基準速度を決定するための、いわゆる自由走行車輪（惰行車輪）（Ｐｅｉｓｓｌｅｒ−Ｒａｄ（ドイツ語））として使用可能である。したがって、このほぼ惰行している車輪により速度基準が形成される。
【０００５】
特に後車軸上に大きな荷重差を有する車両において、例えばトラックにおいては、後車軸におけるセレクト・ロー制御は比較的長い制動距離を意味する。したがって、このような車両においては、前車軸および後車軸における個別制御が行われる。これは、車両のそれぞれ個々の車輪におけるブレーキ作用が他方の車輪における動的状態とは無関係に調節されることを意味する。この場合、特に、少なくとも高摩擦係数側の車輪が所定のブレーキ滑りに調節されるように設計されている。しかしながら、ブレーキ滑りを決定するために、安定なガイド値として、車両基準速度に対する確実な値が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
車輪におけるブレーキ作用を調節することにより、不必要に長い制動距離に頼る必要なく、ヨーモーメント上昇を減速させるための安定なガイド値を得ることが本発明の課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、自動車が少なくとも１つの後車軸および前車軸と走行方向に関して右側および左側に配置されているそれぞれ２つの車輪とを有し、前記車輪にそれぞれ、車輪にブレーキ作用を与えるためのブレーキ装置が付属され、この場合、車輪の回転運動を表わす回転速度値が測定され、少なくとも測定された回転速度値の関数として、少なくともブレーキ作用を上昇および低下させるように前記ブレーキ装置を操作するための操作信号が決定され、および右側および左側車輪において所定の値で異なる摩擦係数が存在するときに、少なくとも測定された回転速度値の関数として、特定の状況が検出される、自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節方法において、前記特定の状況が検出されたときに、後車軸のより小さい摩擦係数が存在するほうの車輪のブレーキ装置の操作が、後車軸のこの車輪におけるブレーキ作用の低下が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ作用の低下の関数として行われるように、または後車軸のこの車輪においてほとんどブレーキ作用が調節されないように行われることを特徴とする本発明の自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節方法により解決される。
【０００８】
上記課題はまた、少なくとも１つの後車軸および前車軸と、走行方向に関して右側および左側に配置されているそれぞれ２つの車輪とを有し、前記車輪にそれぞれ、車輪にブレーキ作用を与えるためのブレーキ装置が付属され、この場合、車輪の回転運動を表わす回転速度値を測定する回転速度センサが設けられ、少なくとも測定された回転速度値の関数として、少なくともブレーキ作用を上昇および低下させるようにブレーキ装置を操作するための操作信号を決定する手段が設けられ、および右側および左側車輪において所定の値で異なる摩擦係数が存在するときに、前記決定する手段により、少なくとも測定された回転速度値の関数として、特定の状況が検出される、自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節装置において、前記特定の状況が検出されたときに、後車軸のより小さい摩擦係数が存在するほうの車輪のブレーキ装置の操作が、後車軸のこの車輪におけるブレーキ作用の低下が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ作用の低下の関数として行われるように、または後車軸のこの車輪においてほとんどブレーキ作用が調節されないように行われるように前記決定する手段が設計されていることを特徴とする本発明の自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節装置により解決される。
【０００９】
本発明は、自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節方法および装置に関するものであり、この場合、自動車は少なくとも１つの後車軸および前車軸を有している。ブレーキ作用を調節するために、車輪のブレーキ装置がそれに対応して操作される。車輪の回転運動を表わす回転速度値が測定される。この測定された回転速度値の関数として、少なくともブレーキ作用を上昇および低下させるように車輪ブレーキを操作するための操作信号が決定される。さらに、少なくとも測定された回転速度値の関数として、車両の右側および左側車輪において所定の値で異なる摩擦係数が存在する状況が、いわゆるμスプリット状況として検出される。上記のように、より低い摩擦係数を有する走行路面上に存在する車輪がロー車輪と呼ばれ、一方、より高い摩擦係数を有する走行路面側に存在する車輪はハイ車輪と呼ばれる。
【００１０】
本発明の本質は、μスプリット状況の場合に、後車軸におけるロー車輪のブレーキ装置の操作は、後車軸のロー車輪におけるブレーキ作用の低下が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ作用の低下の関数として行われるように行われることにある。これの代替形態として、後車軸のロー車輪においてはほとんどブレーキ作用が調節されないように設計されている。
【００１１】
すなわち、本発明の第１の実施形態により、ロー前車輪におけるブレーキ作用の低下、一般にはブレーキ圧力低下が、同じ側のロー後車輪にコピーされる。これにより、一般にはほとんどブレーキ出力ないし車両減速のために働かない低摩擦係数側のロー後車輪がアンダ・ブレーキ作動され、したがってガイド値としてないしは速度基準として使用することができる。
【００１２】
本発明の第２の実施形態により、ロー後車輪においては、本来顕著なブレーキ作用の調節が行われない。これにより、同様に、車両基準速度を形成するために低摩擦係数側のロー後車輪を使用可能である。しかしながら、本発明の第２の実施形態は、本発明による第１の実施形態に比較して、ロー側の摩擦係数が変化した場合に、後車軸におけるロー車輪は本発明の第１の実施形態によれば車両を減速させるように働くが、一方、後車軸のロー車輪は本発明の第２の実施形態によればそのままブレーキ作用が与えられないままとなっているという甘さを有している。
【００１３】
本発明の有利な実施形態においては、μスプリット状況の場合に、前車軸および後車軸のハイ車輪におけるブレーキ装置の操作が、所定のブレーキ滑りが調節されるように行われる。このいわゆる個別制御においては、特に、ブレーキ滑りが回転速度値の関数として形成され、かつブレーキ滑りがしきい値と比較される。このとき、ハイ車輪のブレーキ装置の操作は前記比較の関数として行われる。
【００１４】
最後に記載の実施形態においては、本発明により、ブレーキ滑りを調節するために、少なくとも前車軸および後車軸のハイ車輪におけるブレーキ滑りが、後車軸におけるロー車輪の回転運動を表わす回転速度値の関数として決定されるように設計されている。この場合、特に、後車軸におけるロー車輪の回転運動を表わす回転速度値が、ブレーキ滑りの決定において、車両速度ないし車両基準速度として使用されるように設計されている。
【００１５】
一般に乗用車の場合、前車軸においては個別制御が選択され、そして後車軸においてはセレクト・ロー制御が選択される。これに対して、トラックの場合には一般に、前車軸においてはセレクト・ロー制御が行われ、そして後車軸においては個別制御が行われる。後車軸および前車軸の個別制御は、特に軽トラックの場合でかつμスプリット状況下におけるブレーキ作動の場合、制動距離を短くさせる。その理由は、この車両は重量配分の点から乗用車とトラックとの間に入るからである。
【００１６】
したがって、上記の原理に従って、本発明により滑り制御に基づくヨーモーメント上昇減速のためのガイド値を提供することにより、さらに全体ブレーキ作動を介して安定な車両を確保することが可能である。
【００１７】
μスプリット状況の場合に、前車軸におけるロー車輪のブレーキ装置の操作が、この車輪のロックが防止されるように行われることが有利である。この場合、上記のように、特に、この車輪の動特性を表わす不安定性値が少なくとも回転速度値の関数として形成されるように設計されている。この不安定性値はしきい値と比較され、それに続いてこの車輪のブレーキ装置の操作が前記比較の関数として行われる。
【００１８】
ブレーキ作用の調節は油圧式ブレーキ圧力の調節により行うことができる。この場合、ブレーキ作用の上昇および低下は、ブレーキ圧力弁の対応操作により車輪のブレーキ装置内のブレーキ圧力が上昇ないし低下されることによって達成される。さらに、ブレーキ圧力の一定保持が行われてもよいことは当然である。この場合、特に、前記操作がブレーキ圧力上昇およびブレーキ圧力低下の時間を表わすように設計されている。
【００１９】
μスプリット状況が検出された場合、本発明により、後車軸におけるロー車輪のブレーキ装置の操作は、この車輪におけるブレーキ圧力低下の時間が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ圧力低下の時間の関数として決定されるように行われる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施形態により説明する。
図１は、参照符号１１ａ−ｄにより２軸車両の４つの車輪を示し、この場合、各車輪は、参照符号１２ａ−ｄで示した車輪回転速度センサを有している。車輪回転速度Ｎｉｊは評価ユニット１６に供給される。ここで、指数ｉは、対応する値が前車軸（ｉ＝ｖ）ないし後車軸（ｉ＝ｈ）に付属することを示す。指数ｊは対応する値が車両の右側（ｊ＝ｒ）ないし左側（ｊ＝ｌ）に付属することを表わしている。
【００２１】
各車輪１１ａ−ｄに車輪ブレーキ１３ａ−ｄが付属され、車輪ブレーキ１３ａ−ｄのブレーキ力ないしブレーキ作用はライン１５ａ−ｄを介して評価ユニット１６から制御される。このために、操作信号Ａｉｊが使用される。図１においては、ドライバが所定の大きさの減速希望をそれにより設定する、ドライバにより操作されるブレーキ・ペダルは示されていない。要約すると、図１はブレーキ装置を略図で示していること、個々の車輪ブレーキにおいてブレーキ作用はドライバとは無関係に変化可能であることがわかる。
【００２２】
ここで図２により、評価ユニット１６において実行される経過の一例が示されている。
スタート・ステップ２１の後に、ステップ２２において、車輪回転速度Ｎｉｊ並びに操作信号Ａｉｊが読み込まれる。
【００２３】
ステップ２３において、上記のμスプリット走行状況が存在するかどうかが問い合わされる。μスプリット走行状況は、例えば、不安定性制御において車両車輪の１つのみが存在することにより検出可能である。しかしながら、このために、車両がカーブ走行内に存在するかまたは本質的に直線運動をしているかが判定される。このカーブ検出は、例えば車両の右側および左側のフィルタリングされた回転速度差により行うことができる。カーブ走行中のμスプリット状況は、例えば、一般により高い荷重がかかるカーブ外側車輪がカーブ内側車輪よりも最初に不安定性制御内に到達することにより検出することができる。しかしながら、カーブ内側車輪が最初に不安定性制御に到達した場合、走行動特性の理由から、一般に特定のμスプリット・ブレーキ制御による係合は必要ではない。この場合には、直接終了ステップ２５に引き渡される。
【００２４】
しかしながら、μスプリット状況が存在する場合、ステップ２４において、個々の車両車輪において種々の手段が導かれる。
前車軸および後車軸のハイ車輪において冒頭記載の滑り制御（λ制御）が選択される。この場合、ハイ車輪におけるブレーキ滑りλは例えば１ないし５％に調節される。このとき、車輪はμ−滑り曲線の最大では制御されない。
【００２５】
車輪ｉｊにおけるブレーキ滑りは一般に次式のように定義される。
【００２６】
【数１】
λｉｊ＝（Ｖｒｅｆ−Ｎｉｊ）／Ｖｒｅｆ
ここで、Ｖｒｅｆは、車両縦方向速度を表わす車両基準速度である。
【００２７】
前車軸のロー車輪において不安定性制御が行われ、これは、本質的に車輪減速度およびブレーキ滑りに基づき、μの低い側のロック傾向が防止されることを意味する。ここでは、車輪はμ−滑り曲線の最大で制御される。
【００２８】
本発明の本質は、後車軸のロー車輪において最初に不安定性制御が行われるが、この不安定性制御は、前車軸におけるロー車輪のブレーキ圧力低下が後車軸のロー車輪においてもまた行われるように修正される。
【００２９】
本質的に滑りを決定するための車両基準速度Ｖｒｅｆとして、ステップ２４に示されている制御の間に、本質的に後車軸におけるロー車輪の車輪回転速度が使用される。
【００３０】
終了ステップ２５の後に、図２に示した経過が改めて実行される。
図３は、最初に車両縦方向速度ないし車両基準速度の時間経過３１を示す。符号３２により前車軸および後車軸におけるハイ車輪の回転車輪速度が示されている。車両基準速度３１との間隔がほぼ一定であることにより、前車軸および後車軸のハイ車輪は滑り制御内において駆動されることがわかる。図２のステップ２４に関して既に説明したように、これらの車輪におけるブレーキ作用は、ブレーキ滑りが約１％ないし５％の範囲のブレーキ滑りが存在するように調節される。この場合、滑りしきい値はブレーキ作動時間に関して一定である必要はない。
【００３１】
参照符号３３により前車軸におけるロー車輪の回転車輪速度が示されている。
前車軸におけるこのロー車輪は不安定性限界まで導かれ、かつブレーキ作用の低下により、前車軸におけるロー車輪の回転車輪速度が再び車両基準速度まで導かれることがわかる。したがって、本発明は、前車軸のロー車輪におけるブレーキ作用の低下が、同様に後車軸のロー車輪においてもブレーキ作用を低下させるように働くことにある。これにより、後車軸におけるロー車輪は、後車軸におけるロー車輪の回転車輪速度が車両基準速度として使用可能であるようにアンダ・ブレーキ作動され、このことは前車軸および後車軸のハイ車輪における滑り制御を有利に行わせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両のブレーキ装置の略示図である。
【図２】本発明の実施形態を示す流れ図である。
【図３】個々の車輪速度ないし車両速度の時間線図である。
【符号の説明】
１１ａ−ｄ 車輪
１２ａ−ｄ 車輪回転速度センサ
１３ａ−ｄ ブレーキ装置
１４ａ−ｄ、１５ａ−ｄ ライン
１６ 評価ユニット
３１ 車両縦方向速度ないし車両基準速度の時間経過
３２ 前車軸および後車軸におけるハイ車輪の回転車輪速度の時間経過
３３ 前車軸におけるロー車輪の回転車輪速度の時間経過
Ａｉｊ 操作信号
Ｎｉｊ 車輪回転速度
ｔ 時間
Ｖ 速度
Ｖｒｅｆ 車両基準速度
λ、λｉｊ ブレーキ滑り
μ 摩擦係数

Claims (10)

1. 自動車が少なくとも１つの後車軸および前車軸と走行方向に関して右側および左側に配置されているそれぞれ２つの車輪（１１ａ−ｄ）とを有し、前記車輪（１１ａ−ｄ）にそれぞれ、車輪にブレーキ作用を与えるためのブレーキ装置（１３ａ−ｄ）が付属され、この場合、
   − 車輪の回転運動を表わす回転速度値Ｎｉｊが測定され、
   − 少なくとも測定された回転速度値Ｎｉｊの関数として、少なくともブレーキ作用を上昇および低下させるように前記ブレーキ装置（１３ａ−ｄ）を操作するための操作信号Ａｉｊが決定され、および
   − 右側および左側車輪において所定の値で異なる摩擦係数が存在するときに、少なくとも測定された回転速度値Ｎｉｊの関数として、μスプリットが検出される、
   自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節方法において、
   前記μスプリットが検出されたときに、後車軸の、より小さい摩擦係数が存在するほうの車輪（以下、「ロー車輪」という）のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、
   − 後車軸のロー車輪におけるブレーキ作用の低下が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ作用の低下の関数として行われるように、または
   − 後車軸のロー車輪においてほとんどブレーキ作用が調節されないように行われ、かつ、
   前記μスプリットが検出されたときに、前車軸および後車軸の、より大きい摩擦係数が存在するほうの車輪（以下、「ハイ車輪」という）のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、所定のブレーキ滑りが調節されるように行われ、この場合、ブレーキ滑りが回転速度値Ｎｉｊの関数として形成され、ブレーキ滑りがμ−滑り曲線の最大におけるブレーキ滑りよりも小さなしきい値と比較され、前記ハイ車輪のブレーキ装置の操作が前記比較の関数として行われる、
   ことを特徴とする自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節方法。
2. 前記ブレーキ滑りが回転速度値の関数として形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ブレーキ滑りを調節するために、少なくとも前車軸および後車軸のハイ車輪におけるブレーキ滑りが、後車軸のロー車輪の回転運動を表わす回転速度値の関数として決定され、この場合、後車軸のロー車輪の回転運動を表わす回転速度値が、ブレーキ滑りの決定において、車両速度ないし車両基準速度として使用されるように設計されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記μスプリットが検出されたときに、前車軸のロー車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、この車輪のロックが防止されるように行われ、この場合、この車輪の動特性を表わす不安定性値が少なくとも回転速度値の関数として形成され、かつこの不安定性値がしきい値と比較され、およびこの車輪のブレーキ装置の操作が前記比較の関数として行われるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. ブレーキ作用の調節が油圧式ブレーキ圧力の調節により行われ、およびブレーキ作用の上昇および低下が、圧力弁の対応操作Ａｉｊにより車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）内のブレーキ圧力が上昇および低下されることによって達成され、この場合、前記操作Ａｉｊがブレーキ圧力上昇またはブレーキ圧力低下の時間を表わし、および前記μスプリットが検出されたときに、後車軸のロー車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、この車輪におけるブレーキ圧力低下の時間が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ圧力低下の時間の関数として決定されるように行われる設計がなされていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 少なくとも１つの後車軸および前車軸と、走行方向に関して右側および左側に配置されているそれぞれ２つの車輪（１１ａ−ｄ）とを有し、前記車輪（１１ａ−ｄ）にそれぞれ、車輪にブレーキ作用を与えるためのブレーキ装置（１３ａ−ｄ）が付属され、この場合、
   − 車輪の回転運動を表わす回転速度値Ｎｉｊを測定する回転速度センサ（１２ａ−ｄ）が設けられ、
   − 少なくとも測定された回転速度値Ｎｉｊの関数として、少なくともブレーキ作用を上昇および低下させるようにブレーキ装置（１３ａ−ｄ）を操作するための操作信号Ａｉｊを決定する手段（１６）が設けられ、および
   − 右側および左側車輪において所定の値で異なる摩擦係数が存在するときに、前記決定する手段（１６）により、少なくとも測定された回転速度値Ｎｉｊの関数として、μスプリットが検出される、
   自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節装置において、
   前記μスプリットが検出されたときに、後車軸のロー車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、
   − 後車軸のロー車輪におけるブレーキ作用の低下が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ作用の低下の関数として行われるように、または
   − 後車軸のロー車輪においてほとんどブレーキ作用が調節されないように、
   行われ、かつ、
   前記μスプリットが検出されたときに、前車軸および後車軸のハイ車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、所定のブレーキ滑りが調節されるように行われ、この場合、ブレーキ滑りが回転速度値Ｎｉｊの関数として形成され、ブレーキ滑りがμ−滑り曲線の最大におけるブレーキ滑りよりも小さなしきい値と比較され、ハイ車輪のブレーキ装置の操作が前記比較の関数として行われる、
   ように前記決定する手段（１６）が設計されていることを特徴とする自動車の車輪におけるブレーキ作用の調節装置。
7. 前記ブレーキ滑りが回転速度値の関数として形成されるように前記決定する手段（１６）が設計されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. ブレーキ滑りを調節するために、少なくとも前車軸および後車軸のハイ車輪におけるブレーキ滑りが、後車軸のロー車輪の回転運動を表わす回転速度値の関数として決定され、この場合、後車軸のロー車輪の回転運動を表わす回転速度値が、ブレーキ滑りの決定において、車両速度ないし車両基準速度として使用されるように設計されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記μスプリットが検出されたときに、前車軸のロー車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、この車輪のロックが防止されるように行われ、この場合、この車輪の動特性を表わす不安定性値が少なくとも回転速度値の関数として形成され、かつこの不安定性値がしきい値と比較され、およびこの車輪のブレーキ装置の操作が前記比較の関数として行われるように設計されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
10. ブレーキ作用の調節が油圧式ブレーキ圧力の調節により行われ、およびブレーキ作用の上昇および低下が、圧力弁の対応操作Ａｉｊにより車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）内のブレーキ圧力が上昇および低下されることによって達成され、この場合、前記操作Ａｉｊがブレーキ圧力上昇またはブレーキ圧力低下の時間を表わし、および前記μスプリットが検出されたときに、後車軸のロー車輪のブレーキ装置（１３ａ−ｄ）の操作Ａｉｊが、この車輪におけるブレーキ圧力低下の時間が前車軸の同じ側の車輪におけるブレーキ圧力低下の時間の関数として決定されるように行われる設計がなされていることを特徴とする請求項６に記載の装置。

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